ContinuуусgУар бохьны зуурамтгай чанарыг хэмжих нь концентрацитай холбоотой зуурамтгай чанарын өөрчлөлтийг нарийн хянах боломжийг олгодог. Урьдчилан таамаглах реологийн загварчлал нь хүссэн зуурамтгай чанарын хязгаарт шаардлагатай тодорхой концентрацийг тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд энэ нь холих савны дизайныг оновчтой болгох, ан цавын шингэний реологийн тогтвортой байдлыг хангахад чухал үүрэгтэй. Энэхүү шугаман концентраци-зуурамтгай чанарын хамаарал нь инженерүүдэд янз бүрийн үйл ажиллагааны хэрэгцээнд зориулж хяналттай зуурамтгай чанарыг тодорхойлоход тусалдаг.
Гидравлик хагарлын шингэн дэх гуар бохьны талаарх ойлголт
Гуар бохь өтгөрүүлэгчийн үүрэг
Гуар бохь зэрэг байгалийн полимерүүд нь зуурамтгай чанарыг эрс нэмэгдүүлэх чадвартай тул ан цавын шингэний найрлагад гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь үр ашигтай проппант түдгэлзүүлэлт болон тээвэрлэлтэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гуар шошноос гаргаж авсан гуар бохины полисахаридын бүтэц нь хурдан чийгшүүлж, наалдамхай уусмал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гидравлик хагарлын үед элс эсвэл бусад проппантыг чулуулгийн ан цав руу гүн зөөхөд чухал үүрэгтэй.
Зуурамтгай чанар ба тогтвортой байдлын механизмууд:
- Гуарын бохь молекулууд усанд орооцолдож, тэлдэг бөгөөд энэ нь молекул хоорондын үрэлт болон шингэний зузааныг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү өндөр зуурамтгай чанар нь гидравлик ан цавын шингэн дэх проппант тунах хурдыг бууруулж, проппантыг илүү сайн түдгэлзүүлж, байрлуулахад хүргэдэг.
- Борын хүчил, органоборон эсвэл органозирконий зэрэг хөндлөн холбогч бодисууд нь зуурамтгай чанарыг улам нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, органозирконий-хөндлөн холбосон гидроксипропил гуар (HPG) шингэн нь өндөр зүсэлтийн дор 120°C-д анхны зуурамтгай чанарынхаа 89.7%-иас дээш хувийг хадгалж, уламжлалт системээс илүү гүйцэтгэлтэй бөгөөд ан цавын шингэнд илүү бат бөх пропант даацыг бий болгодог.
- Өтгөрүүлэгчийн концентрацийг нэмэгдүүлснээр хөндлөн холбоосын нягтрал нэмэгддэг бөгөөд энэ нь гель бүтцийг бэхжүүлж, усан сангийн хүнд нөхцөлд ч гэсэн илүү сайн тогтвортой байдлыг хангадаг.
Гуарын бохь хурдан гель үүсэх нь хагарлын шингэний холих савны оновчтой загварыг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч энэ нь зүсэлт болон бичил биетний халдлагад мэдрэмтгий байдаг тул тогтвортой гүйцэтгэлийг хангахын тулд сайтар бэлтгэл хийж, зохих нэмэлтүүд шаардлагатай.
Гуар бохьны нунтаг
*
Хагарлын үйл ажиллагаатай холбоотой гол шинж чанарууд
Температурын тогтвортой байдал
Гуар бохьны шингэн нь өндөр усан сангийн температурт зуурамтгай чанараа хадгалах ёстой. Өөрчлөгдөөгүй гуар бохь нь 160°C-аас дээш температурт задарч эхэлдэг бөгөөд энэ нь зуурамтгай чанараа алдаж, пропантын суспензийг бууруулдаг. Химийн өөрчлөлтүүд - тухайлбал натрийн 3-хлор-2-гидроксипропилсульфонатаар сульфонжуулах нь дулааны тэсвэрлэлтийг сайжруулж, шингэн нь 180°C-д хоёр цагийн турш 200 мПа·с-ээс дээш зуурамтгай чанарыг хадгалах боломжийг олгодог (170 с⁻¹).
Хөндлөн холбоосууд нь температурын тогтвортой байдлын түлхүүр юм:
- Органозирконийн хөндлөн холбогч нь борат системтэй харьцуулахад өндөр температурт зуурамтгай чанарыг илүү сайн хадгалдаг болохыг харуулж байна.
- Бораттай хөндлөн холбосон гель нь 100°C-аас доош үр дүнтэй боловч энэ босгоос дээш хугацаанд, ялангуяа биополимерийн бага концентрацид бат бөх чанараа хурдан алддаг.
Холимог нэмэлтүүд болон химийн аргаар өөрчлөгдсөн гуарын деривативууд нь хэт гүний усан сангийн хил хязгаарыг тэлж, хагарлын шингэний реологи болон зуурамтгай чанарыг илүү өргөн дулааны хүрээнд хянах боломжийг олгодог.
Шүүлтүүрийн эсэргүүцэл
Шүүлтүүрийн эсэргүүцэл нь бага нэвчилттэй формацид шингэний алдагдалаас урьдчилан сэргийлэхэд чухал үүрэгтэй. Гуар бохьны шингэн, ялангуяа нано-ZrO₂ (цирконы давхар исэл) зэрэг нано хэсгүүдтэй хөндлөн холбогдсон нь элсний суспензийг сайжруулж, шүүлтүүрийн алдагдлыг бууруулдаг. Жишээлбэл, 0.4% нано-ZrO₂ нэмэх нь пропантын тунадасыг мэдэгдэхүйц бууруулж, бөөмсийг статик, өндөр даралтын нөхцөлд түдгэлзүүлсэн хэвээр байлгадаг.
Гуар бохь нь ялангуяа өндөр температур, давсжилт өндөр орчинд зүсэх болон шүүх эсэргүүцэлдээ ихэнх синтетик полимерүүдээс илүү сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч гель түрхсэний дараа үлдэгдэл материалын хагарал үүсэх асуудал хэвээр байгаа бөгөөд усан сангийн дамжуулах чадварыг хамгийн их байлгахын тулд үүнийг зохицуулах шаардлагатай байна.
Термодинамик гидрат дарангуйлагч (THIs) - метанол болон PEG-200 зэрэг нэмэлтүүдийг оруулах нь ялангуяа гидрат агуулсан тунадас дахь шүүлтүүрийн эсрэг гүйцэтгэлийг улам сайжруулж чадна. Эдгээр сайжруулалтууд нь хийн нөхөн сэргэлтийг сайжруулж, ан цавын шингэнд зориулсан холих савны ажиллагааг оновчтой болгоход хувь нэмэр оруулдаг.
Шаврыг дарангуйлах нөлөө
Шаврыг дарангуйлах нь шаврын хавагнах, шилжихээс сэргийлж, гидравлик хагарлын үед үүсэх гэмтлийг бууруулдаг. Гуар бохьны шингэн нь шаврыг дараах байдлаар тогтворжуулдаг.
- Шаврыг тогтворгүйжүүлж болзошгүй пропантын хөдөлгөөнийг хязгаарлаж, зуурамтгай чанар болон пропантын суспензийг нэмэгдүүлнэ.
- Шаварлаг хэсгүүдийн шилжилтийг саатуулж болзошгүй занарын гадаргуу дээр шууд шингээлт.
Өөрчлөгдсөн гуарын уламжлалууд - тухайлбал малеины ангидридаар залгагдсан анионик гуар - усанд уусдаггүй агууламжийг бууруулж, формацийн гэмтлийг бууруулж, шаврын тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Фторжуулсан гидрофобик катион гуарын бохьны хувилбарууд болон полиакриламид-гуарын сополимерууд нь адсорбцийг нэмэгдүүлж, дулааны эсэргүүцлийг сайжруулж, шингэн-шавар харилцан үйлчлэлийг тогтвортой болгодог.
Гидратаар баялаг усан сангуудад гидроксил бүлэг агуулсан THI-г (жишээ нь,метанол, PEG-200) нь хагарлын шингэний шинж чанарыг хадгалахад тусалдаг бөгөөд шаврын тогтвортой байдлыг шууд бусаар дэмжиж, нийт үйлдвэрлэлийн хэмжээг нэмэгдүүлдэг.
Орчин үеийн гуар бохь дээр суурилсан хугарлын шингэн нь дэвшилтэт химийн өөрчлөлт болон зорилтот нэмэлтүүдийг хослуулснаар зуурамтгай чанар, шүүх эсэргүүцэл, шаврын хяналтыг сайжруулж, оновчтой пропантын тээвэрлэлт болон үүсэх гэмтлийг хамгийн бага байлгах боломжийг олгодог.
Гуарын бохьны зуурамтгай чанар ба концентрацийн динамикийн үндэс
Харилцаа холбоо: Гуарын бохьны зуурамтгай чанар ба концентраци
Гуарын бохины зуурамтгай чанар нь усан уусмал дахь концентрацитай шууд, ихэвчлэн шугаман хамааралтай байдаг. Гуарын бохины концентраци нэмэгдэхийн хэрээр уусмалын зуурамтгай чанар нэмэгдэж, гидравлик хагарлын үйл ажиллагаанд проппантыг түдгэлзүүлэх, тээвэрлэх шингэний чадварыг сайжруулдаг. Жишээлбэл, 0.2%-иас 0.6% (w/w) хүртэлх гуарын бохины концентрацитай шингэнийг нектар эсвэл зөгийн бал шиг бүтэцтэй дуурайлган тохируулж болох бөгөөд энэ нь бага болон өндөр нэвчилттэй усан сангуудад проппантыг түдгэлзүүлэхэд үр дүнтэй байдаг.
Гуарын бохины оновчтой концентраци нь пропантын зөөвөрлөх чадвар болон шахах чадварыг тэнцвэржүүлдэг. Хэт бага концентраци нь пропантын хурдан тунах, хугарлын өргөнийг бууруулах эрсдэлтэй; хэт их концентраци нь урсгалд саад учруулж, үйл ажиллагааны зардлыг нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, гидрогель дэх 0.5 жингийн% гуарын бохины ачаалал нь зүсэлтийн өтгөрүүлэх шинж чанарыг ойролцоогоор 40% -иар нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч 0.75 жингийн% үед сүлжээний бүрэн бүтэн байдал муудаж, пропантын түдгэлзүүлэлт болон тээвэрлэлтийн үр нөлөөг бууруулдаг.
Зуурамтгай чанарт хяргах хурд ба температурын нөлөө
Гуар бохины уусмал нь мэдэгдэхүйц зүсэлтийн сийрэгжилтийн шинж чанарыг харуулдаг: зүсэлтийн хурд нэмэгдэхийн хэрээр зуурамтгай чанар буурдаг. Энэ шинж чанар нь гидравлик хагаралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд өндөр зүсэлтийн нөхцөлд үр ашигтай шахах, бага урсгалын хурдтай үед проппантыг бат бөх тээвэрлэх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хурдан шахах үед гуар бохины зуурамтгай чанар буурч, хоолой болон хугарлаар шингэний хөдөлгөөнийг хөнгөвчилдөг. Хагарлын сүлжээнд урсгал удаашрах тусам зуурамтгай чанар сэргэж, проппант түдгэлзүүлэлтийг хадгалж, тунах хурдыг бууруулдаг.
Температур нь ан цавын шингэний зуурамтгай чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр гуар бохьны полимерүүд дулааны доройтолд орж, зуурамтгай чанар болон уян хатан чанар нь буурдаг. Дулааны шинжилгээгээр сульфонжуулсан гуар бохь нь өөрчлөгдөөгүй хэлбэрээс илүү зуурамтгай чанар алдагдахыг тэсвэрлэж, 90-100°C хүртэлх температурт бүтцийн бүрэн бүтэн байдал болон пропант тээвэрлэх чадварыг хадгалдаг болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч энэ босгоос дээш өндөр температурт ихэнх гуар бохьны хувилбарууд (гидроксипропил гуар эсвэл HPG орно) зуурамтгай чанар болон тогтвортой байдал буурч, өөрчлөлт оруулах эсвэл нэмэлт стратеги шаарддаг.
Суурийн шингэн дэх давсны концентраци ба ионы агууламж (жишээлбэл, далайн ус) нь зүсэлтийн шингэрүүлэлт болон дулааны тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Өндөр давсжилт, ялангуяа олон валенттай катионуудтай үед хаван болон зуурамтгай чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулж, пропантын тээвэрлэлтийн үр ашигт нөлөөлдөг.
Гуарын бохьны өөрчлөлтийн нөлөө
Гуар бохьны химийн өөрчлөлт нь зуурамтгай чанар, уусах чадвар, температурын уян хатан чанарыг нарийн тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд ан цавын шингэний гүйцэтгэлийг оновчтой болгодог. Сульфонатжуулалт нь гуар бохь руу сульфонатын бүлгийг оруулснаар усны уусах чадварыг нэмэгдүүлж, зуурамтгай чанарыг 33%-иар нэмэгдүүлдэг бөгөөд үүнийг IR, DSC, TGA болон элементийн шинжилгээгээр баталгаажуулдаг. Сульфонатжуулсан гуар бохь нь давстай эсвэл шүлтлэг орчинд ч зуурамтгай чанар, тогтвортой байдлыг хадгалж, хүнд хэцүү усан сангийн нөхцөлд өөрчлөгдөөгүй бохьноос илүү сайн ажилладаг.
Гидроксипропиляци (HPG) нь зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, уусах чадварыг сайжруулдаг, ялангуяа ионы өндөр бат бэхтэй шингэнд. HPG гель нь рН 7-12.5 хооронд өндөр зуурамтгай чанар, уян хатан чанарыг харуулдаг бөгөөд зөвхөн рН >13 үед Ньютоны шинж чанарт шилждэг. Далайн усанд HPG болон гуарын бохь нь карбоксиметил гуар (CMG) зэрэг бусад өөрчлөгдсөн бохьноос илүү сайн зуурамтгай чанарыг хадгалдаг тул далайн болон давсны уусмалын үйл ажиллагаанд тохиромжтой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Борын хүчил, органоборон эсвэл органозиркони зэрэг бодисоор хийгддэг хөндлөн холбоос нь гуар бохины сүлжээний бүтцийг бэхжүүлэх өөр нэг арга юм. Хөндлөн холбоосын нягтрал нэмэгдэх нь гельний бат бөх чанар болон зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь өндөр температур болон зүсэлтийн хурдтай үед проппант суспензийн хувьд чухал ач холбогдолтой юм. Хамгийн оновчтой хөндлөн холбоосын бодис болон концентрацийг сонгох нь тодорхой усан сангийн температур болон урсгалын нөхцлөөс хамаарна. Урьдчилан таамаглах загварууд нь инженерүүдэд тохируулсан ан цавын шингэний реологи болон зуурамтгай чанарыг хянахын тулд өтгөрүүлэгч болон хөндлөн холбоосын ачааллыг тохируулах боломжийг олгодог.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд бодит цагийн зуурамтгай чанарын хяналтын бэрхшээлүүд ба шийдлүүд
Хэмжилт ба холих бэрхшээлийг даван туулах нь
Гуар бохьны уусмалыг үйлдвэрлэлийн аргаар боловсруулах нь бодит цагийн зуурамтгай чанарыг хэмжихэд байнгын бэрхшээлтэй тулгардаг. Мэдрэгчийн бохирдол нь гуар бохь нь вискозиметрийн гадаргуу дээр үлдэгдэл үүсгэх хандлагатай байдаг тул түгээмэл тохиолддог. Бохирдол нь нарийвчлалыг алдагдуулж, шилжилтийг үүсгэдэг; жишээлбэл, полимер хуримтлал нь бодит зуурамтгай чанарын өөрчлөлтийг далдалж, найдваргүй уншилтад хүргэдэг. Орчин үеийн бууруулах стратегиудад органик тунадасыг няцааж, наалдамхай нөхцөлд мэдрэгчийн мэдрэмжийг хадгалдаг CNT-PEG-гидрогель хальс зэрэг нийлмэл бүрхүүлүүд багтдаг. Холих саванд байрлуулсан 3D хэвлэмэл турбулентын өдөөгч нь мэдрэгчийн гадаргуу дээр орон нутгийн турбуленцийг бий болгож, үлдэгдэл хуримтлагдахыг эрс багасгаж, үйл ажиллагааны нарийвчлалыг уртасгадаг. Нэгдсэн RFID-IC мэдрэгч нь хяналтыг улам сайжруулж, сорилттой шингэнд ажиллах үед засвар үйлчилгээг хамгийн бага байлгадаг боловч эдгээр нь урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахын тулд бат бөх бохирдлын эсрэг протокол шаарддаг.
Шингэний зүсэлтийн хурд тогтворгүй байх, температурын хэлбэлзэл, нэмэлт тархалтын жигд бус байдал зэрэг савны хувьсах нөхцөл байдал нь зуурамтгай чанарын хяналтад нөлөөлдөг. Жишээлбэл, оновчтой геометргүй холих сав нь холилдоогүй гуар бохьны дүүргэгч үлдээж, орон нутгийн зуурамтгай чанарын огцом өсөлт, бүрэн бус чийгшлийг үүсгэдэг. Хаалт болон өндөр зүсэлттэй холигчоор дамжуулан савны дизайныг оновчтой болгох нь нэгэн төрлийн тархалтыг дэмжиж, бодит цагийн хэмжилтийг баталгаажуулдаг. Хэмжигч тохируулга нь чухал хэвээр байна; мөрдөх боломжтой стандартыг ашиглан тогтмол газар дээр нь тохируулга хийх нь удаан хугацааны үйл ажиллагааны мөчлөгийн үед мэдрэгчийн зөрүү болон гүйцэтгэлийн алдагдлыг бууруулахад тусалдаг.
Том хэмжээний системд тогтвортой зуурамтгай чанарыг бий болгох стратегиуд
Том хэмжээний холих процесст гуар бохины уусмалын зуурамтгай чанарыг тогтвортой байлгахын тулд нэгдсэн, автоматжуулсан удирдлагын систем шаардлагатай. PLC дээр суурилсан (програмчлагдах логик хянагч) процессын автоматжуулалттай хосолсон шугаман вискозиметрүүд нь холих хурд, нэмэлт тун, температурыг хаалттай гогцоонд тохируулах боломжийг олгодог. IIoT (Аж үйлдвэрийн интернетийн зүйлс) хүрээ нь тасралтгүй өгөгдөл цуглуулах, бодит цагийн хяналт, урьдчилан таамаглах үйлдлийг хийх боломжийг олгодог - машин сургалтын загварууд нь хазайлтыг урьдчилан таамаглаж, зуурамтгай чанар нь техникийн шаардлагаас гажихаас өмнө тохируулга хийдэг.
Автоматжуулсан системүүд нь багцын хувьсах чанарыг эрс бууруулдаг. Сүүлийн үеийн тохиолдлын судалгаагаар бодит цагийн хяналтыг хэрэгжүүлснээр зуурамтгай чанарын хэлбэлзэл 97% хүртэл буурч, материалын хаягдал 3.5% -иар буурч байгааг харуулж байна. Борын хүчил, органоборон, органозирконий зэрэг хөндлөн холбогч бодисуудыг автомат тунгаар хэрэглэх нь нарийвчлалтай температурын хяналттай хамт пропант тээвэрлэгч шингэний давтагдах реологийн гүйцэтгэлийг хангадаг. Хүнсний зориулалттай гуар бохь холих туршилтын үнэлгээгээр IIoT-д суурилсан загварууд нь гарын авлагын операторын аргуудаас давж, пропантын түдгэлзүүлэлтийг илүү нарийвчлалтай болгож, тунах хурдыг хамгийн бага байлгаж, гидравлик хагарлын үр ашгийг дээшлүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна.
Багц хоорондын хувьсах чанарыг цаашид багасгах стратегид хөндлөн холбоос болон тогтворжуулах нэмэлтүүдийг сайтар сонгох, тохируулах зэрэг орно. Метанол эсвэл PEG-200 зэрэг термодинамик гидрат дарангуйлагч (THI)-ийг нэгтгэх нь зуурамтгай чанарыг хадгалах, гельний бүрэн бүтэн байдлыг сайжруулдаг, ялангуяа хэт өндөр температурт нөөцлүүрийн нөхцөлд. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн концентрацийг оновчтой болгох шаардлагатай - хэт их тунгаар хэрэглэх нь зүсэлтийн сийрэгжилтийг нэмэгдүүлж, пропант тээвэрлэх чадварыг бууруулдаг тул анхдагч өтгөрүүлэгч бодисуудтай болгоомжтой тэнцвэржүүлэх шаардлагатай болдог.
Алдааг олж засварлах: Тодорхойлолтоос гажсан шингэний шинж чанарыг олж засварлах
Хагарлын шингэний зуурамтгай чанар үйл ажиллагааны хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд хэд хэдэн алдааг олж засварлах алхам зайлшгүй шаардлагатай. Гуар бохь дутуу чийгшүүлж, муу тархах нь бөөгнөрөл үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь зуурамтгай чанарын уншилт тогтворгүй болж, проппант суспенз буурахад хүргэдэг. Гуар бохьыг хөндлөн холбогч бодис эсвэл тархалтын нунтагыг гликол зэрэг усан бус тээвэрлэгчтэй урьдчилан холих нь бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж, уусмалын жигд бэлтгэлийг дэмждэг. Зуурамтгай чанарын огцом өсөлтөөс зайлсхийхийн тулд хурдан бөгөөд үе шаттайгаар нэмэх аргыг илүүд үздэг; энэ үйл явц нь сайтар холихыг баталгаажуулж, гидравлик хагарлын шингэний холих саванд тунадас үүсэхийг бууруулдаг.
Чанарын баталгаа нь нэмэлтүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг хянах, дулааны эсвэл зүсэлтийн улмаас үүссэн задралыг хянахаас хамаарна. Микроскоп болон спектроскопийн аргууд (SEM, FTIR) нь үлдэгдэл үүсэх болон гель задралыг илрүүлдэг бөгөөд энэ нь томъёоны асуудлыг дохио өгдөг. Тохируулга хийхэд хөндлөн холбоос үүсгэгч бодисуудыг солих шаардлагатай байж магадгүй - жишээлбэл, органозирконийн системүүд нь хэт хүнд нөхцөлд (>120°C, өндөр зүсэлт) анхны зуурамтгай чанарын 89%-иас дээш хувийг хадгалдаг бөгөөд энэ нь хэт гүн усан сангийн шингэнд тохиромжтой. Метанол болон PEG-200 зэрэг тогтворжуулагчийг ашиглах үед концентрацийг нарийн тохируулах хэрэгтэй; бага түвшин тогтворжуулах боловч илүүдэл нь зуурамтгай чанарыг бууруулж, пропантын даацыг бууруулж болзошгүй.
Шингэний техникийн шаардлага хангаагүй шинж чанарууд нь шугаман мэдрэгч болон өгөгдөлд суурилсан процессын хяналтаас бодит цагийн хариу үйлдэл авахыг шаарддаг. Тохируулга, цэвэрлэгээний горимууд нь урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээтэй хослуулан үргэлжилж буй зөрүүг арилгаж, зуурамтгай чанарын хэмжилтийн найдвартай байдлыг дээд зэргээр нэмэгдүүлж, холих савны загвар, ан цавын шингэний реологи, гидравлик ан цавын хэрэглээнд урт хугацааны пропантын түдгэлзүүлэлтийг шууд оновчтой болгодог.
гуар бохины өндөр даралттай элсний суспенз ба шингээлтийн чадвар
*
Шугаман автомат вискозиметрүүд
Гидравлик хагарлын хэрэглээнд,шугаман вискозиметрүүдХолих савны дамжуулах хоолойд шууд суурилуулсан нь зуурамтгай чанарын тасралтгүй өгөгдлийг өгдөг. Машин сургалтад суурилсан болон компьютерийн харааны вискозиметр зэрэг хамгийн сүүлийн үеийн аргууд нь шингэрүүлсэн хольцоос эхлээд өндөр зуурамтгай чанар бүхий зутан хүртэлх хүрээг хамарсан шингэний дүрслэл эсвэл динамик хариу урвалаас тэг зүсэлтийн зуурамтгай чанарыг тооцоолдог. Эдгээр системийг автоматжуулсан процессын хяналтад нэгтгэж, гар аргаар оролцоог багасгадаг.
Жишээ нь:
- Компьютерийн хараанд суурилсан вискозиметрүүд нь урвуу шилэн сав эсвэл урсгалын аппарат дахь шингэний зан төлөвийг шинжлэх замаар зуурамтгай чанарын тооцооллыг автоматжуулж, дараагийн автоматжуулалт эсвэл санал хүсэлтийн гогцоонд хурдан үр дүнг өгдөг.
Бодит цагийн гуарын бохьны концентрацийн хяналт
Холих явцад гуарын бохины концентрацийг тогтмол байлгах нь цувралын хэлбэлзлийг багасгаж, ан цавын шингэний найдвартай ажиллагааг дэмждэг. Бодит цагийн концентрацийг хянах технологид дараахь зүйлс орно.
SLIM технологи (Росс хатуу бодис/шингэн шахах коллектор):SLIM нь гуар бохьны нунтагыг шингэний гадаргуугийн доор тарьж, өндөр зүсэлттэй холих замаар шингэнтэй шууд хольдог. Энэхүү загвар нь хэт их холихоос үүдэлтэй бөөгнөрөл болон зуурамтгай чанар алдагдах явдлыг багасгаж, үе шат бүрт концентрацийг нарийн хянах боломжийг олгодог.
Non-Nuавга ахar Slуррy DэнсityMэтеr:Холих саванд суурилуулсан шугаман нягтрал хэмжигч нь гуар бохь нэмж, тараах үед цахилгаан шинж чанар болон нягтралын өөрчлөлтийг хянадаг бөгөөд энэ нь концентрацийг тасралтгүй хянах, шууд залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгодог.
Реометртэй хослуулсан хэт авиан дүрслэл ("Рео-хэт авиан"):Энэхүү дэвшилтэт арга нь реометрийн зуурамтгай чанарын өгөгдөлтэй хамт хэт хурдан хэт авианы зургийг (секундэд 10,000 фрэйм хүртэл) авдаг. Энэ нь орон нутгийн концентраци, зүсэлтийн хурд, тогтворгүй байдлыг нэгэн зэрэг хянах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь гуар бохины уусмал дахь жигд бус холилт болон хурдан зуурамтгай чанарын өөрчлөлтийг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой юм.
Жишээ нь:
- Хэрэв нунтаг нэмэхэд концентрацийн хазайлт гарвал цахилгаан эсэргүүцлийн мэдрэгч нь операторуудад мэдэгдэж, шууд залруулах боломжийг олгодог.
- Рео-хэт авианы системүүд нь холилдох үзэгдлийг дүрслэн харуулж, ан цавын шингэний чанарыг алдагдуулж болзошгүй орон нутгийн бөөгнөрөл эсвэл бүрэн бус тархалтыг тэмдэглэдэг.
Практик болон тогтмол хяналтын хэрэгслүүд
гэх мэт аргуудЛоннметр шугаман үйлдвэрлэлийн вискозиметрүйлдвэрлэлийн орчинд зуурамтгай чанарыг хэмжих практик, найдвартай хэрэгслийг хангадаг. Эдгээр хэрэгслүүд нь процесс нь тодорхойлсон параметрүүдийн хүрээнд хэвээр байгаа тохиолдолд холих явцад тогтмол шалгалт хийхэд тохиромжтой.
Чанарын баталгаажуулалтын протоколууд ба интеграци
Тасралтгүй зуурамтгай чанар ба концентрацийн хэмжилтийн системийг найдвартай байдал болон нарийвчлалын хувьд баталгаажуулах шаардлагатай:
- Тохируулгын журам:Мэдэгдэж буй стандартын дагуу тогтмол тохируулга хийх нь мэдрэгчийн нарийвчлал болон тогтвортой байдлыг хангадаг.
- Машин сургалтын баталгаажуулалт:Компьютерийн хараанд суурилсан вискозиметрүүд нь янз бүрийн гуар бохьны концентраци болон шингэний зуурамтгай чанарын гүйцэтгэлийг баталгаажуулахын тулд мэдрэлийн сүлжээний сургалт, бенчмаркинг хийдэг.
- Бодит цагийн чанарын баталгаажуулалтын интеграци:Үйл явцын хяналтын системтэй нэгтгэх нь чиг хандлагыг тодорхойлох, алдаа илрүүлэх, хазайлтад хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд бүтээгдэхүүний чанар болон зохицуулалтын нийцлийг хоёуланг нь дэмждэг.
Товчхондоо, гуарын бохины зуурамтгай чанар болон концентрацийг тасралтгүй хянах чадвар нь зохих технологийг сонгох, нэгтгэхээс хамаарна. Эргэлдэх вискозиметр, дэвшилтэт шугаман мэдрэгч, SLIM холих технологи, рео-хэт авиан нь мэдрэхүйн гол тулгуур болдог бол практик багаж хэрэгсэл, бат бөх чанарын хяналтын протоколууд нь үйлдвэрлэлийн холих процессын туршид найдвартай ажиллагааг хангадаг.
Холих саванд тасралтгүй хяналт хийх хэмжилтийн технологиуд
Зуурамтгай чанарыг хэмжих зарчим
Гуар бохь дээр суурилсан хугарлын шингэний реологийг хянахын тулд холих саванд зуурамтгай чанарыг тасралтгүй үнэлэх нь чухал юм. Гуар бохьны зуурамтгай чанарын талаарх бодит цагийн мэдээллийг хүргэхийн тулд үйлдвэрлэлийн системд шугаман вискозиметрийг өргөнөөр суурилуулдаг. Эдгээр мэдрэгч нь урсгалын замд шууд ажилладаг тул гараар дээж авах шаардлагагүй болж, улмаар санал хүсэлтийн саатлыг бууруулдаг.
Viхөхний даруулгатионаlвискозиметрүүдДинамик шингэний хариу үйлдлийг бүртгэх чадвартай тул Ньютоны бус шингэний хэмжилтийг давамгайлдаг. Шугаман процессын вискозиметр гэх мэт багажууд нь шугаман суурилуулалтад зориулагдсан бөгөөд гидравлик хагарлын шингэн бэлтгэхэд тохиолддог хувьсах концентраци ба зуурамтгай чанарт тохирсон тасралтгүй уншилтыг өгдөг. Энэ арга нь хяргах сийрэгжилтийн шинж чанар болон өргөн зуурамтгай чанарынхаа ачаар гуар бохьны уусмалуудтай харьцуулахад илүү сайн бөгөөд найдвартай өгөгдөл цуглуулах, процессын найдвартай байдлыг хангадаг.
Тасралтгүй төвлөрлийн үнэлгээ
Хугарлын шингэний оновчтой гүйцэтгэлд хүрэхийн тулд гуарын бохины концентрацийг нарийн хянах шаардлагатай. Үүнийг тасралтгүй концентрацийн хэмжилтийн системүүд, тухайлбалACOMP (Полимержилтийн автомат тасралтгүй онлайн хяналт)техник. ACOMP нь том холих саванд полимер уусмал бэлтгэх үед бодит цагийн концентрацийн профайл болон дотоод зуурамтгай чанарын заалтыг хүргэхийн тулд дээд урсгалын насос, холигч болон доош чиглэсэн оптик илрүүлэгчийн хослолыг ашигладаг.
Динамик холих орчинд үр дүнтэй дээж авах нь бодит цагийн концентрацийн хэлбэлзлийг тайлбарлахын тулд гуравдагч эрэмбийн системийн загварчлалыг ашигладаг. Давтамжийн хариу урвалын шинжилгээ нь онолын загварууд болон туршилтын өгөгдлийн хоорондын нарийн хамаарлыг хангаж, гуар бохины уусмалыг тогтвортой бэлтгэхэд чиглэсэн үйл ажиллагааны ойлголтыг өгдөг. Эдгээр технологиуд нь концентрацийг хурдан баталгаажуулах, дасан зохицох тунг тохируулах, багц хоорондын хувьсах чанарыг багасгахад онцгой тохиромжтой.
Автоматжуулсан тунгийн системтэй нэгтгэхконцентрацийн менежментийг улам боловсронгуй болгодог. Лоннметр.хэт авианы нягтрал хэмжигчСав эсвэл дамжуулах хоолойд шууд суурилуулсан, тасралтгүй санал хүсэлтийг өгдөг; автоматжуулсан шахуургууд нь мэдрэгчийн өгөгдлийн дагуу тунгийн хэмжээг тохируулдаг бөгөөд энэ нь гуарын бохьны зуурамтгай чанар ба концентраци нь зорилтот хагарлын шингэний реологитой тохирч байгааг баталгаажуулдаг. Энэхүү синерги нь хүний оролцоог багасгаж, стандарт бус багцуудад шууд залруулах арга хэмжээ авах боломжийг олгодог.
Нэмэлт бодис болон процессын өөрчлөлтийн гуарын бохины зуурамтгай чанарт үзүүлэх нөлөө
Сульфонатын өөрчлөлт
Сульфонжуулалт нь гуар бохинд сульфонатын бүлгийг нэвтрүүлж, гидравлик хагаралд ашигладаг гуар бохьны уусмалын зуурамтгай чанар болон уусах чадварыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг. Урвалын оновчтой нөхцөл нь температур, хугацаа, урвалжийн концентрацийг нарийн хянахыг шаарддаг. Жишээлбэл, натрийн 3-хлор-2-гидроксипропилсульфонатыг 26°C-д 2 цагийн урвалын хугацаатайгаар, 1.0% -аар ашиглах.NaOH, болон гуар бохины масс дахь 0.5% сульфонат нь илэрхий зуурамтгай чанарыг 33%-иар нэмэгдүүлж, усанд уусдаггүй агууламжийг 0.42%-иар бууруулдаг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь ан цавын шингэн дэх проппант тээвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлж, дулааны болон шүүлтүүрийн тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
3.1 мл хлорсульфоны хүчил ашиглан 60°C-д 2.9 цагийн турш хүхрийн триоксид-1,4-диоксан цогцолбортой сульфатлах зэрэг өөр сульфонжуулалтын аргууд нь зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, уусдаггүй фракцуудыг бууруулдаг болохыг харуулж байна. Эдгээр сайжруулалтууд нь гидравлик хагарлын шингэний холих сав дахь үлдэгдлийг бууруулж, бөглөрөх эрсдэлийг бууруулж, илүү сайн урсгалыг хөнгөвчилдөг. FTIR, DSC болон элементийн шинжилгээ нь эдгээр бүтцийн өөрчлөлтийг баталж байгаа бөгөөд C-6 байрлалд давамгайлсан орлуулалт хийгддэг. Орлуулалтын зэрэг болон молекулын жин буурах нь илүү сайн уусах чадвар, антиоксидант идэвхжил, үр дүнтэй зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь үр дүнтэй ан цавын шингэний реологи болон зуурамтгай чанарыг хянах чухал параметрүүд юм.
Хөндлөн холбоос үүсгэгч бодисууд ба найрлагын үр нөлөө
Хугарлын шингэн дэх гуарын бохьны зуурамтгай чанар нь хөндлөн холбоос үүсгэгч бодисуудыг оруулснаар мэдэгдэхүйц ашиг тустай байдаг. Органозиркони ба борат дээр суурилсан хөндлөн холбоос үүсгэгчид хамгийн түгээмэл байдаг:
Органозиркониум хөндлөн холбоосууд:Өндөр температурт хадгалах саванд өргөн хэрэглэгддэг органозирконийн бодисууд нь гуар гелийн дулааны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. 120°C ба 170 s⁻¹ зүсэлтэд органозирконийн хамт хөндлөн холбогдсон гидроксипропил гуар бохь нь анхны зуурамтгай чанарынхаа 89.7%-иас дээш хувийг хадгалдаг. SEM дүрслэл нь 12 μм-ээс бага нүх сүвний хэмжээтэй нягт гурван хэмжээст сүлжээний бүтцийг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь гидравлик хагарлын үед пропантын түдгэлзүүлэлтийг сайжруулж, пропантын тунах хурдыг бууруулдаг.
Борат хөндлөн холбогч бодисууд:Уламжлалт борын хүчил ба органоборон хөндлөн холбогч нь дунд зэргийн температурт үр дүнтэй байдаг. Полиэтиленимин (PEI) эсвэл наноцеллюлоз зэрэг нэмэлтүүдийг ашиглан гүйцэтгэлийг сайжруулж болно. Жишээлбэл, наноцеллюлоз-бор хөндлөн холбогч нь өндөр зүсэлтийн дор 110°C-д 60 минутын турш 50 мПа·с-ээс дээш үлдэгдэл зуурамтгай чанарыг хадгалж, температур болон давсны бат бөх эсэргүүцлийг харуулдаг. Наноцеллюлозоос үүссэн устөрөгчийн холбоо нь ан цавын шингэн дэх проппант дамжуулах чадварт шаардлагатай наалдамхай уян хатан шинж чанарыг хадгалахад тусалдаг.
Гуарын бохьны уусмал дахь хөндлөн холбоос нь шахах болон пропантын суспензийн аль алинд нь чухал ач холбогдолтой зүсэлтийн сийрэгжилт болон уян хатан чанарыг сайжруулдаг. Химийн хувьд хөндлөн холбоостой гидрогель нь хүчтэй тиксотроп нөхөн сэргэлтийг үзүүлдэг бөгөөд энэ нь өндөр зүсэлтийн дараа зуурамтгай чанар болон бүтэц нь сэргэдэг гэсэн үг бөгөөд энэ нь гидравлик хагарлын үйл ажиллагаанд шингэн байрлуулах, цэвэрлэх явцад зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Полимер бус ба полимер шингэний системийн харьцуулсан нөлөө
Полимер ба полимер бус шингэний системүүд нь өөр өөр реологийн профайлтай байдаг бөгөөд энэ нь проппант тээвэрлэлтийн үр ашигт мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг:
Полимер системүүд:Үүнд байгалийн (гуар бохь, гидроксипропил гуар) болон синтетик полимерүүд орно. Полимер шингэн нь зуурамтгай чанар, урсацын цэг, уян хатан чанараараа тохируулагддаг. Дэвшилтэт амфотерик сополимерууд (жишээ нь, ATP-I) нь хуучин полианион целлюлозын найрлагатай харьцуулахад өндөр температур, өндөр давсжилттай орчинд зуурамтгай чанарыг илүү сайн хадгалж, реологийн тогтвортой байдлыг хангадаг. Зуурамтгай чанар, уян хатан чанар нэмэгдсэн нь проппант түдгэлзүүлэлтийг сайжруулж, тунах хурдыг бууруулж, ан цавын шингэнд зориулсан холих савны загварыг оновчтой болгодог. Гэсэн хэдий ч өндөр зуурамтгай чанар нь сайтар тэнцвэржүүлээгүй тохиолдолд бага нэвчилттэй формацид проппант тээвэрлэлтийг саатуулж болзошгүй.
Полимер бус (гадаргуугийн идэвхт бодис дээр суурилсан) системүүд:Эдгээр нь полимер сүлжээнээс илүү наалдамхай уян хатан гадаргуугийн идэвхт бодисууд дээр суурилдаг. Гадаргуугийн идэвхт бодис дээр суурилсан шингэнүүд нь бага үлдэгдэл, хурдан урсгал, үр дүнтэй пропант тээвэрлэлтийг хангадаг, ялангуяа үлдэгдэлгүй цэвэрлэгээг нэн тэргүүнд тавьдаг уламжлалт бус усан сангуудад. Эдгээр системүүд нь полимерүүдээс бага тохируулж болох зуурамтгай чанарыг санал болгодог боловч пропантын түдгэлзүүлэлтийн хувьд сайн ажилладаг бөгөөд гидравлик хагарлын шингэний холих саванд бөглөрөх эрсдэлийг бууруулдаг.
Полимер болон полимер бус хугарлын шингэний сонголт нь зуурамтгай чанар, цэвэрлэгээний үр ашиг, хүрээлэн буй орчны нөлөөлөл, проппант тээвэрлэх шаардлагын хоорондох хүссэн тэнцвэрээс хамаарна. Полимер болон зуурамтгай уян гадаргуугийн идэвхт бодисуудыг хослуулсан эрлийз системүүд нь өндөр зуурамтгай чанар болон шингэний хурдан нөхөн сэргэлтийг хоёуланг нь ашиглахын тулд гарч ирж байна. Шугаман хэлбэлзлийн деформаци болон урсгалын шүүрэлтийг ашиглан реологийн туршилт нь тиксотроп ба псевдопластик зан төлөвийн талаарх ойлголтыг өгч, тодорхой худгийн нөхцөлд найрлагыг оновчтой болгоход тусалдаг.
Хагарлын шингэний зуурамтгай чанар болон проппант тээвэрлэх багтаамжийг оновчтой болгох стратегиуд
Реологийн зан төлөв ба проппант тээвэрлэлт
Гидравлик хагарлын үед проппант тунах хурдыг хянахын тулд гуарын бохины зуурамтгай чанарыг оновчтой болгох нь чухал юм. Шингэний өндөр зуурамтгай чанар нь проппант хэсгүүдийн живэх хурдыг бууруулж, хагарлын сүлжээнд гүн үр дүнтэй тээвэрлэх магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Хөндлөн холбоос нь бат бөх гель бүтэц бий болгосноор зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлдэг; жишээлбэл, органозиркони-хөндлөн холбоостой гидроксипропил гуарын шингэн нь 12 μм-ээс бага нүх сүвтэй нягт сүлжээ үүсгэдэг бөгөөд энэ нь органоборон системтэй харьцуулахад түдгэлзүүлэлтийг мэдэгдэхүйц сайжруулж, тунах хурдыг бууруулдаг.
Гуарын бохины концентрацийг тохируулах нь гуарын бохины уусмалын зуурамтгай чанарт шууд нөлөөлдөг. Полимерийн концентраци нэмэгдэхийн хэрээр хөндлөн холбоосын нягтрал болон гельний бат бэх чанар нэмэгдэж, энэ нь пропантын тунадасыг багасгаж, байршлыг хамгийн их байлгах болно. Жишээ: HPG шингэн дэх хөндлөн холбоосын концентрацийг нэмэгдүүлэх нь өндөр температурт (120°C) зүсэлтийн үед зуурамтгай чанарыг хадгалах чадварыг 89%-иас дээш болгож, хүнд хэцүү усан сангийн нөхцөлд ч пропантын тээвэрлэх чадварыг баталгаажуулдаг.
Томьёоны тохируулгын протоколууд
Өгөгдөлд суурилсан стратегиуд одоо ан цавын шингэний зуурамтгай чанар болон концентрацийг бодит цагийн хяналтаар хянах боломжийг олгодог. Машин сургалтын загварууд - санамсаргүй ой болон шийдвэрийн мод - нь удаан, үечилсэн лабораторийн шинжилгээг орлож, вискозиметрийн уншилт зэрэг реологийн параметрүүдийг шууд урьдчилан таамагладаг. Практикт, нийцтэй механизм болон пьезоэлектрик мэдрэгчээр тоноглогдсон гидравлик ан цавын шингэний холих савнууд нь гуар бохины уусмалын зуурамтгай чанарыг шингэний шинж чанар өөрчлөгдөхөд хэмждэг бөгөөд алдааг эмпирик горимын задралаар засдаг.
Операторууд зуурамтгай чанар болон концентрацийг газар дээр нь хянаж, дараа нь мэдрэгчийн хариу үйлдэлд үндэслэн гуар бохь, хөндлөн холбогч эсвэл нэмэлт өтгөрүүлэгчийн тунг тохируулдаг. Энэхүү шууд тохируулга нь ан цавын шингэн нь проппант түдгэлзүүлэлтийг зогсоохгүйгээр хамгийн оновчтой ан цавын шингэний зуурамтгай чанарыг хадгалах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хяналтын системд нийлүүлсэн хоолойн зуурамтгай чанарын шууд хэмжилт нь шингэний динамик тохируулга хийх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр усан сан эсвэл үйл ажиллагааны параметрүүд өөрчлөгдөхөд хамгийн тохиромжтой проппант түдгэлзүүлэлтийг хадгалдаг.
Шавар болон температурын тогтворжуулалтын нэмэлтүүдтэй синергетик нөлөө
Шавар тогтворжуулагч болон дулааны тогтвортой байдлын нэмэлтүүд нь занар болон өндөр температурын таагүй орчинд гуар бохьны зуурамтгай чанарыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сульфонжуулсан гуарын дериватив гэх мэт шавар тогтворжуулагч нь шавар хавдах, шилжихээс сэргийлдэг; энэ нь формац дахь ионы зүйлүүдтэй харилцан үйлчлэлцэхийг хязгаарласнаар гуар бохьны уусмалын зуурамтгай чанарыг гэнэтийн алдагдалаас хамгаалдаг. Ердийн тогтворжуулагч болох натрийн 3-хлор-2-гидроксипропилсульфонат-өөрчлөгдсөн гуар бохь нь хагаралд тохиромжтой дотоод зуурамтгай чанарыг бий болгож, усанд уусдаггүй агууламжийг тэсвэрлэж, шаварлаг формацад ч гель бүтэц, үр дүнтэй пропантын суспензийг хадгалдаг.
Дэвшилтэт супрамолекулын зуурамтгай чанар ба термодинамик гидрат дарангуйлагч зэрэг дулааны тогтворжуулагчид (жишээ нь,метанол, PEG-200), 160°C-аас дээш температурт зуурамтгай чанар алдагдахаас хамгаалдаг. Давсны уусмалд суурилсан болон хэт өндөр температурт шингэний системд эдгээр нэмэлтүүд нь 180°C зүсэлтийн дор 200 мПа·с-ээс дээш зуурамтгай чанарыг хадгалах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь уламжлалт гуар бохьны зуурамтгай чанараас хамаагүй илүү юм.
Жишээ нь:
- Сульфонжуулсан гуар бохьшавар болон температурын тэсвэрлэлтийн аль алиных нь хувьд.
- Органозирконийн хөндлөн холбогчхэт өндөр дулааны тогтвортой байдлын хувьд.
- PEG-200шингэний гүйцэтгэлийг сайжруулж, үлдэгдлийг багасгахын тулд THI болгон ашигладаг.
Ийм протокол болон нэмэлт багцууд нь операторуудад ан цавын шингэнд зориулсан холих савны загварыг оновчтой болгох, тасралтгүй зуурамтгай чанарт зориулж гуар бохьны зуурамтгай чанарыг хэмжих аргыг тохируулах боломжийг олгодог.концентрацийн хэмжилтҮүний үр дүнд хэт гүний орчинд ч гэсэн тросс даац сайтай, ан цавын тархалт тогтвортой байна.
Гуарын бохьны зуурамтгай чанарыг проппант тунах хурд болон хугарлын үр ашигтай холбох нь
Проппант түдгэлзүүлэлтийн механик ойлголтууд
Гуар бохины зуурамтгай чанар нь гидравлик хугарлын үед проппант тунах хурдыг хянах шууд үүрэг гүйцэтгэдэг. Гуар бохины уусмалын зуурамтгай чанар нэмэгдэхийн хэрээр проппант хэсгүүдэд үйлчлэх чирэх хүч нэмэгдэж, тэдгээрийн доошоо тунах хурдыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Практикт гуар бохины өндөр концентрацитай, сайжруулсан наалдамхай шинж чанартай шингэнүүд (үүнд полимер нэмэлт болон ширхэгээр өөрчилсөн шингэнүүд орно) нь проппант зөөвөрлөх чадварыг сайжруулж, түдгэлзүүлсэн хэсгүүдийг доод хэсэгт хуримтлуулахын оронд хугарлын сүлжээнд жигд тархсан хэвээр байлгах боломжийг олгодог.
Лабораторийн судалгаагаар Ньютоны шингэнтэй харьцуулахад зүслэг шингэрүүлэгч гуар гель уусмалууд нь зуурамтгай чанар болон уян хатан байдлын нөлөөллийн аль алиных нь үр дүнд проппант тунах хурд бага байгааг харуулж байна. Жишээлбэл, гуар бохины концентрацийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх нь тунах хурдыг хоёр дахин бууруулж, проппантыг удаан хугацаанд түдгэлзүүлэх боломжийг олгодог. Эслэг нэмэх нь тор шиг сүлжээ үүсгэснээр тунадасжилтыг саатуулж, проппантыг жигд байрлуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Эдгээр нөлөөллийг янз бүрийн хугарал болон шингэний нөхцөлд урьдчилан таамаглахын тулд эмпирик загвар болон коэффициентүүдийг боловсруулсан бөгөөд энэ нь шингэний реологи ба проппант түдгэлзүүлэлтийн хоорондын синергийг баталгаажуулдаг.
Өргөн нь проппантны диаметртэй нягт тохирч байгаа хагарлын үед хязгаарлалтын нөлөө нь тунадасыг улам удаашруулж, өндөр зуурамтгай чанар бүхий гуар уусмалын ашиг тусыг нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хэт их зуурамтгай чанар нь шингэний хөдөлгөөнийг хязгаарлаж, проппант тээвэрлэлтийн үр дүнтэй гүнийг бууруулж, хагарлын дамжуулах чадварыг эрсдэлд оруулдаг үлдэгдэл үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг.
Хагарлын өргөн ба уртыг хамгийн их байлгах
Гуар бохины уусмалын зуурамтгай чанарыг тохируулах нь гидравлик хагарлын үед хагарлын тархалтад ихээхэн нөлөөлдөг. Өндөр зуурамтгай шингэн нь хаалтын даралтыг тэсвэрлэх, чулуулгаар ан цав тархах чадвараасаа шалтгаалан илүү өргөн хагарал үүсгэх хандлагатай байдаг. Тооцооллын шингэний динамик (CFD) симуляци болон акустик ялгаруулалтын хяналт нь өндөр зуурамтгай чанар нь илүү төвөгтэй хагарлын геометр болон өргөний өсөлтөд хүргэдэг болохыг баталж байна.
Гэсэн хэдий ч зуурамтгай чанар болон хугарлын уртын хоорондох тэнцвэрийг сайтар зохицуулах ёстой. Өргөн хагарал нь пропантын байршил болон дамжуулах чадварыг үр дүнтэй болгодог бол хэт зуурамтгай шингэн нь даралтыг хурдан тарааж, урт хагарал үүсэхийг саатуулдаг. Эмпирик харьцуулалтууд нь зуурамтгай чанарыг хяналттай хязгаарт бууруулах нь илүү гүнзгий нэвтрэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь усан сангийн хүртээмжийг нэмэгдүүлдэг урт хагарал үүсгэдэг болохыг харуулж байна. Тиймээс зуурамтгай чанарыг чулуулгийн төрөл, пропантын хэмжээ, үйл ажиллагааны стратеги дээр үндэслэн хамгийн их байлгах биш, харин оновчтой болгох ёстой.
Гуар бохьны өөрчлөлтөөс үүссэн зүсэлтийн сийрэгжилт болон наалдамхай уян хатан шинж чанаруудыг багтаасан хугарлын шингэний реологи нь анхны хагарал үүсэх болон дараагийн өсөлтийн хэв маягийг тодорхойлдог. Карбонатын усан сан дахь хээрийн туршилтууд нь гуар бохьны концентрацийг тохируулах, дулааны тогтворжуулагч нэмэх эсвэл гадаргуугийн идэвхт бодис дээр суурилсан хувилбаруудыг нэвтрүүлэх нь хагарлын тархалтыг нарийн тохируулж, өдөөлтийн зорилгоос хамааран өргөн ба уртыг аль алиныг нь хамгийн их байлгах боломжтой болохыг баталж байна.
Нүхний доорх үйл ажиллагааны параметрүүдтэй нэгтгэх
Гидравлик хагарлын үед нүхний доорх температур болон даралт хэлбэлздэг тул гуарын бохьны зуурамтгай чанарыг бодит цаг хугацаанд нь хянах шаардлагатай. Гүн дэх өндөр температур нь гуарын бохь шингэний зуурамтгай чанарыг бууруулж, тэдгээрийн проппант түдгэлзүүлэх чадварыг бууруулдаг. Хөндлөн холбогч, дулааны тогтворжуулагч, термодинамик гидрат дарангуйлагч зэрэг дэвшилтэт нэмэлтүүдийг ашиглах нь ялангуяа өндөр температурт усан санд оновчтой зуурамтгай чанарыг хадгалахад тусалдаг.
Хоолойн вискозиметр болон регрессийн загварчлал зэрэг зуурамтгай чанарыг хэмжих аргуудын сүүлийн үеийн дэвшил нь операторуудад хагарлын шингэний зуурамтгай чанарыг динамикаар хянах, тохируулах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, гидравлик хагарлын шингэний холих савнууд нь зуурамтгай чанарын өөрчлөлтийг хянахын тулд бодит цагийн мэдрэгчийг нэгтгэж, шаардлагатай бол нэмэлт гуар бохь эсвэл тогтворжуулагчийг автоматаар тунгаар тунгаар тогтоодог бөгөөд ингэснээр пропантын тогтвортой даацыг хангадаг.
Зарим операторууд дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулж, үлдэгдлийн эрсдэлийг бууруулахын тулд гуарын бохьыг өндөр зуурамтгай чанар бүхий үрэлтийн бууруулагч (HVFRs) эсвэл синтетик полимерээр сольж эсвэл нэмэлтээр ашигладаг. Эдгээр өөр шингэний системүүд нь өтгөрүүлэх онцгой үр ашиг, зүсэлтийн задралд тэсвэртэй байдлыг харуулж, нүхний гүний хүнд нөхцөлд ч гэсэн проппант түдгэлзүүлэлтийн өндөр зуурамтгай чанарыг хадгалдаг.
Пропантын хэмжээ, концентраци, шингэний урсгалын хурд, хугарлын геометр зэрэг үйл ажиллагааны параметрүүдийг зуурамтгай чанарын хяналтын стратегитай нэгтгэсэн болно. Эдгээр хувьсагчдыг оновчтой болгосноор хагарлын шингэн нь хүссэн хугарлын урт ба өргөний дагуу пропантын тээвэрлэлтийг тогтвортой байлгаж, бөглөрөх, суваг үүсгэх эсвэл бүрэн бус бүрхэлтийн эрсдлийг бууруулна. Зуурамтгай чанарын дасан зохицох нь зөвхөн хугарлын дамжуулах чадварыг хадгалахаас гадна өдөөгдсөн бүсээр дамжин нүүрсустөрөгчийн урсгалыг сайжруулдаг.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
А1: Гуарын бохины агууламж нь ан цавын шингэн дэх түүний зуурамтгай чанарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Гуарын бохьны зуурамтгай чанар нь өндөр концентрацитай хамт нэмэгдэж, шингэний зөөвөрлөх чадварыг шууд нэмэгдүүлдэг. Лабораторийн мэдээллээр 40 pptg орчим агууламж нь тогтвортой зуурамтгай чанар, илүү сайн хагарлын нээлтийн индекс, өндөр концентрацитай харьцуулахад бага үлдэгдэлтэй байдаг бөгөөд үйл ажиллагааны гүйцэтгэл болон зардлыг тэнцвэржүүлдэг болохыг баталж байна. Усан дахь илүүдэл давс эсвэл олон валенттай ионууд нь гуарын бохьны хаванг саатуулж, зуурамтгай чанар болон хагарлын үр нөлөөг бууруулдаг.
А2: Гуар бохины уусмалын чанарыг хадгалахад холигч сав ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Гидравлик хагарлын шингэний холих сав нь гуар бохь жигд тархах боломжийг олгож, бөөгнөрөл болон жигд бус байдлаас сэргийлдэг. Холих хугацааг богиносгож, полимер бөөгнөрөлийг задалж, уусмалын туршид тогтвортой зуурамтгай чанарыг хангадаг тул өндөр зүсэлттэй холигчийг илүүд үздэг. Холих саванд байгаа бодит цагийн тасралтгүй хэмжилтийн хэрэгслүүд нь гуар бохьны шаардлагатай концентраци болон шингэний нийт чанарыг хадгалахад тусалдаг бөгөөд хэрэв шинж чанар нь зорилтот утгаас хазайсан тохиолдолд шууд залруулах боломжийг олгодог.
А3: Хагарлын шингэний зуурамтгай чанар нь проппант тунах хурдад хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Хагарлын шингэний зуурамтгай чанар нь проппант хэсгүүд хэр хурдан тунахаас хамаардаг гол хүчин зүйл юм. Өндөр зуурамтгай чанар нь тунах хурдыг удаашруулж, проппантыг удаан хугацаанд түдгэлзүүлж, хагаралд илүү гүн нэвтрэх боломжийг олгодог. Математикийн загварууд нь зуурамтгай чанар нь нэмэгдсэн шингэн нь хэвтээ тээвэрлэлтийг оновчтой болгож, эргийн геометрийг сайжруулж, проппантыг илүү жигд байрлуулахыг дэмждэг болохыг баталж байна. Гэсэн хэдий ч нэг буулт байдаг: маш өндөр зуурамтгай чанар нь хагарлын уртыг богиносгож чаддаг тул тодорхой усан сангийн нөхцөлд оновчтой зуурамтгай чанарыг сонгох ёстой.
А4: Гуар бохины уусмалын зуурамтгай чанарт ямар нэмэлт бодисууд нөлөөлдөг вэ?
Гуарын бохьны сульфонжуулалтын өөрчлөлт нь зуурамтгай чанар болон тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. Борын хүчил, органоборон, органозирконийн хөндлөн холбогч зэрэг нэмэлтүүд нь зуурамтгай чанарыг хадгалах, температурын тогтвортой байдлыг, ялангуяа газрын тосны ордын үйл ажиллагаанд түгээмэл тохиолддог хүнд нөхцөлд мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг. Үр нөлөө нь нэмэлт бодисын концентрацаас хамаарна: хөндлөн холбогчийн өндөр түвшин нь илүү их зуурамтгай чанарыг өгдөг боловч үйл ажиллагааны уян хатан байдал болон өртөгт нөлөөлж болзошгүй. Уусмал дахь давс ба ионы агууламж нь мөн үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь өндөр давсжилт (ялангуяа олон валенттай катионууд) нь полимер хавдахыг хязгаарлах замаар зуурамтгай чанарыг бууруулж чаддаг.
А5: Хагарлын ажиллагааны үед шингэний зуурамтгай чанарыг тасралтгүй хэмжиж, хянаж болох уу?
Тийм ээ, зуурамтгай чанарын тасралтгүй хэмжилтийг шугаман вискозиметр болон автоматжуулсан концентрацийн хяналтын систем ашиглан хийдэг. Хоолойн вискозиметр болон дэвшилтэт алгоритмтай нэгтгэсэн бодит цагийн мэдрэгч нь операторуудад ан цавын шингэний зуурамтгай чанарыг шууд хянах, тохируулах, оновчтой болгох боломжийг олгодог. Эдгээр системүүд нь мэдрэгчийн дуу чимээ болон өөрчлөгдөж буй орчны нөхцөл байдлыг нөхөж, улмаар проппант зөөвөрлөх гүйцэтгэлийг сайжруулж, гидравлик ан цавын үр дүнг оновчтой болгодог. Ухаалаг хяналтын системүүд нь усны чанар эсвэл гадагшлуулах хурдны хэлбэлзлийг хурдан тохируулах боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 05
